process
Bioetanol:
Instrumentación de procesos
para su producción
INSTRUMENTATION
INSTRUMENTATION
Instrumentación de procesos
para la producción de bioetanol
En toda planta de producción de bioetanol deben realizarse una gran variedad de tareas de medición, desde la en-trada de materias primas hasta la entrega del producto terminado. Por tanto, elegir correctamente la instrumenta-ción es esencial para la efi cacia de toda la planta. Además de los criterios puramente técnicos, debe garantizarse que los instrumentos puedan integrarse de forma segura en la automatización de procesos. Además, deben desta-car por su confi abilidad, su larga vida útil y su sencillo manejo. Y, por si hubiera averías, también debe estar garanti-zado el suministro de piezas de repuesto de forma rápida e ininterrumpida. Para determinar los estados del proceso en su planta para la producción de bioetanol, se necesita continuamente información sobre temperaturas, cauda-les, nivecauda-les, presión y contenido de alcohol.
Hablar a tiempo con el proveedor adecuado
En el sector de instrumentación, soluciones diferentes pueden perfectamente dar lugar a un buen resultado, pero es importante elegir el método de medida óptimo, para que además de obtener una medición fi able, los costos de operación se mantengan bajos. ¿Resulta más económico realizar una medición del nivel con un radar, de forma hidrostática, o, con un transmisor de presión
diferencial? ¿Qué confi abilidad tienen entonces mis me-diciones? ¿Qué ventajas me ofrece cada tecnología? Por ello conviene ponerse en contacto a tiempo, es decir desde la fase de planifi cación, con un proveedor que cuente con el know-how correspondiente sobre la instrumentación y los procesos.
Siemens, ¡porque la experiencia cuenta!
Gracias a nuestra abundante experiencia en la automati-zación de procesos para plantas de producción de bioeta-nol, contamos con un amplio know-how sobre este pro-ceso. Esto nos permite informar a nuestros clientes sobre las ventajas y desventajas de determinados métodos de medición y asesorarles de forma competente. Conocemos los requisitos hasta el más mínimo detalle: desde las con-diciones técnicas para las mecon-diciones en el proceso hasta la integración de los instrumentos en el sistema de con-trol. Debido a nuestra experiencia y nuestra amplia gama de productos de instrumentación de procesos para la pro-ducción de bioetanol, estamos en condiciones de ofrecer diversas soluciones posibles a nuestros clientes.
Siemens, ¡el proveedor adecuado!
Con nuestra extensa gama de productos y nuestra densa red mundial de delegaciones, podemos ofrecer un servi-cio rápido y amplio, desde el asesoramiento hasta la pues-ta en marcha pasando por el suministro. Espues-tamos a su disposición las 24 horas, en todo el mundo. Por supuesto, contará con nuestra asistencia, incluso años después de la adquisición. Además se benefi ciará del hecho de que Siemens dispone de muchos instrumentos de campo per-manentemente en almacén y de esta forma puede sumi-nistrar sin demora. Incluso para soluciones no convencio-nales que no se encuentran necesariamente en el catálo-go, estamos a su lado para aconsejarle y encontramos una solución adecuada para usted.
Bioetanol: El método e instrumento de medida
adecuado para cada etapa del proceso
¡Nosotros comprendemos su proceso! No im-porta en qué etapa del proceso se requiera la instrumentación: hay disponibles diferentes métodos de medida para los distintos proce-sos de su planta.
Herstellung Bioethanol (Schematische Darstellung)
Producción de bioetanol (representación esquemática)
Ejemplos de aplicación en unidades de
proceso principales
Estación de pesaje de vagones con células de carga SIWAREX
Depósito de almacenaje de maíz. Un SITRANS LR 400 mide en cada depósito el nivel de llenado actual en atmósferas explosivas de polvo
Ejemplo: Entrada de materias primas
Pesaje
Al momento de la entrada y salida de mercancías, las res-pectivas cantidades deben determinarse con exactitud: tanto para la materia prima que se recibe como para el bio-etanol terminado en los contenedores de transporte. En las estaciones de pesaje de camiones y trenes, las células de carga pueden conectarse directamente, vía SIWAREX, al sistema de automatización SIMATIC.
Como ya está totalmente integrada en SIMATIC PCS 7, esta solución de pesaje con SIWAREX ahorra a los complejos tra-bajos de integración. Esto reduce los costos de ingeniería, y además ofrece amplias funciones de diagnóstico. Y puede estar seguro de que ha integrado un sistema idóneo, que hace posible la realización de medidas sujetas a verifi cación ofi cial.
Ejemplo: Depósito de almacenaje
Medición de nivel
¿Cuál es la cantidad real de materia prima almacenada actualmente? Es sabido que el bioetanol no sólo se produce a partir de caña de azúcar. Si se parte de maíz, mijo u otro cereal como materia prima puede producirse polvo dentro del depósito de almacenaje. En este caso, los sensores tradi-cionales de nivel tipo radar no pueden determinar la altura exacta de llenado, pues el exceso de interferencias en el silo no permite determinar la superfi cie de forma inequívoca. En-tonces, ¿cómo medir con precisión?
Una buena respuesta a esta pregunta está en SITRANS LR 400. Este medidor de nivel tipo radar se ha desarrollado especial-mente para las aplicaciones con material a granel. Es capaz de calcular con precisión la altura de llenado incluso en los casos más críticos de formación de polvo.
Medición de temperatura
Antes de pasar el mosto al proceso de fermentación, puede ser necesario enfriarlo mediante grupos frigorífi -cos especiales. Se debe alcanzar un determinado rango de temperaturas para poder realizar de forma óptima el subsiguiente proceso de fermentación.
Así, el monitoreo de temperaturas se realiza con ayuda de los convertidores de la serie SITRANS T.
Medición de temperatura con SITRANS T en un refrigerador conectado vía PROFIBUS PA
Ejemplo: Decantación
Depósitos de almacenaje intermedio en una planta de bioetanol
Ejemplo: Fermentación
Control de válvulas
Al mosto se le añade levadura y se deja fermentar duran-te varios días en diferenduran-tes depósitos de reacción. Los de-pósitos se llenan y se vacían abriendo y cerrando válvu-las. El posicionador SIPART PS2 se hace cargo del control de estas válvulas. Su principal cometido es hacer que la válvula alcance exactamente su posición así como diag-nosticar inmediatamente cualquier anomalía en la misma. El posicionador electroneumático SIPART PS2 para actua-dores lineales o de giro puede utilizarse en válvulas de casi todos los fabricantes. Gracias a su consumo de aire prácticamente nulo y a las numerosas posibilidades de diagnóstico (por ejemplo, en cuanto a depósitos en tuberías o al desgaste de asientos de válvulas o conos), ayuda a mantener bajos los costos de operación.
Control de válvulas con SIPART PS2 en una fermentación en régimen continuo Depósito de fermentación de una planta de bioetanol
Ejemplo: Destilación
Medición de presión
El mosto ácido procedente de la fermentación se calienta en la unidad de proceso de destilación. Como productos de salida de la destilación se obtienen básicamente una mezcla de alcohol y agua, así como un residuo no alco-hólico, el bagazo.
Dado que en la unidad de destilación se generan gases explosivos, todos los instrumentos allí instalados deben ser aptos para atmósferas explosivas, como por ejemplo el transmisor de presión diferencial para la rectifi cación. A menudo, los instrumentos para la medición de presión también se utilizan para detectar niveles en líquidos con el método de medición hidrostático, necesario por ejem-plo en los tanques de almacenamiento tras los tamices moleculares.
Medición de presión diferencial con SITRANS P en una planta de bioetanol, conectado vía PROFIBUS
Depósitos de almacenaje para bioetanol
Ejemplo: Almacenaje
Medición de niveles
En una planta de bioetanol hay depósitos y tanques de almacenaje de todo tipo. Hay que almacenar productos de partida como cereales o agua, productos intermedios, productos fi nales como bioetanol o bagazo, y también aditivos como las enzimas, y hay que vigilar su altura de llenado.
El depósito no debe rebosar en ningún caso. La vigilancia de niveles mínimos y máximos en depósitos, que también pueden utilizarse como seguro de rebose, se realiza con diferentes métodos de detección de niveles: por ejemplo, capacitivos, ultrasónicos o electromecánicos. Los medido-res de nivel pueden utilizarse tanto en depósitos de alma-cenaje (levadura) como en depósitos de proceso (fermen-tación).
Monitoreo del nivel mínimo en un depósito de almacenaje con un detector POINTEK
Ejemplo: Concentración de alcohol
Medición de fracciones
Seguramente, una de las principales preguntas es: ¿cuál es la concentración alcohólica producida actualmente? ¿Están bajo control todos los procesos? ¿Es necesario corregir la concentración alcohólica?
A menudo se instalan instrumentos muy caros con medi-das de densidad especiales para determinar la concentra-ción de alcohol. Es mucho más sencillo y a la vez más económico realizar la medida con ayuda de la medición de fracciones, la cual está ya contenida en el caudalímetro por efecto Coriolis SITRANS FC. El dispositivo mide densi-dades, temperaturas y caudales másicos. Con ayuda de la medición de fracciones se calculan las densidades respec-tivas en la mezcla de alcohol y agua, y el usuario obtiene una información confi able sobre la cantidad de alcohol producida, y todo ello con un único instrumento de me-dición.
La instrumentación de procesos también desempeña un papel importante en las unidades o instalaciones auxiliares, ya se trate de la regulación de presión durante la generación de vapores calientes o en la vigilancia de depósitos de re-bose de refrigeradores. También hay que realizar tareas de medición durante la separación del bagazo o en las instala-ciones de llenado del bioetanol acabado. Asimismo, pueden entrar en juego normativas especiales, específi cas de cada país, para medir y documentar la cantidad de alcohol producida. Gracias a nuestra experiencia y a nuestros dispositivos homologados para la transferencia de custodia, también somos en este caso un proveedor competente.
Ejemplos de aplicación en unidades
de proceso secundarias o auxiliares
Ejemplo: Secado
Medición de caudal
El espeso o caldo procedente de la instalación de eva-poración se dirige a la secadora. En este proceso es importante obtener información sobre la masa de jarabe transferida. En este caso se utiliza preferentemente un caudalímetro másico según el principio de Coriolis: SITRANS FC.
La medición más necesaria en las plantas de producción de bio-etanol es defi nitivamente la de temperatura. Usted se benefi cia en este caso de nuestra amplia oferta de instrumentos para la me-dición de temperatura para toda la planta, en todos los procesos típicos. De alta precisión, de seguridad intrínseca y conectables a todos los tipos de sensores habituales. Nuestra familia SITRANS T para la medición de temperatura ofrece sensores, con-vertidores de medida, concon-vertidores de montaje en cabezal o en caja de campo, por separado o como punto completo de medida.
Instrumentos para medición
de temperatura
Posibilidad de montaje separado
Manejo con 3 teclas Caja de aluminio o acero
inoxidable IP68
Con conectividad a bus (PROFIBUS)
Comunicación HART Para cabezales de forma B Con aislamiento galvánico
Los más diversos termo-pares o termorresistencias Múltiples posibilidades de fi jación Ejecuciones personali-zadas Convertidores de campo SITRANS TF Convertidores de cabezal SITRANS TK / T3K PA Sensores
Nivel, presión, presión de proceso, presión diferencial y caudal: los instrumentos para la medición de presión SITRANS P cubren todas las áreas de aplicación que se encuentran en toda planta de producción de bioetanol. Ofrecemos siempre la variante ade-cuada para las más diversas condiciones de aplicación. Precisión de medida, robustez, comodidad de manejo y las excelentes fun-ciones de diagnóstico y seguridad: estas propiedades ayudan a producir rentablemente y a alto nivel.
Instrumentos para medición
de presión
Carcasa de acero inoxi-dable de forma estándar Membrana rasante Manejo con 3 teclas Extensas funciones de diagnóstico HART y PROFIBUS Alta precisión Transmisores de presión SITRANS P DS III Transmisores de presión SITRANS P 300
Manejo con 3 teclas Extensas funciones de
diagnóstico HART y PROFIBUS Alta precisión
Celdas de medida para medios críticos SIL 2
Instrumentos de proceso seleccionados
para la producción de bioetanol
No importa en que punto de su planta de bioetanol deba medir caudales: desde el mosto hasta el bioetanol acabado, tenemos una solución adecuada para cada etapa del proceso con nuestros cau-dalímetros SITRANS F. Controlamos la medición de caudales con muchos y variados métodos. Entre ellos se cuentan dispositivos electrónicos como los electromagnéticos, algunos se rigen por el principio de Coriolis, otros utilizan ultrasonidos o contadores mecánicos de émbolos rotativos, o bien una placa de orifi co en combinación con el transmisor de presión diferencial SITRANS P.
Instrumentos para medición
de caudal
Para líquidos, lodos y sustancias pastosas Extensas funciones de
diagnóstico HART y PROFIBUS Revestimiento NOVOLAK
para aplicaciones con medios críticos, como abrasión y corrosión
Aprobado para medi-ciones fi scales ofi ciales No necesita tramos rectos
a la entrada y salida Insensible a sustancias
agresivas o de alta vis-cosidad
No se ve afectado por el perfi l de fl ujo, la
conducti-Caudalímetros electromagnéticos SITRANS FM Coriolis SITRANS FC Émbolos rotativos SITRANS FR
Con nuestra familia SITRANS L para la medición continua de nivel o nuestros sensores POINTEK para la detección de nivel: tenemos una gama de productos perfectamente adaptada a las aplicaciones de la producción de bioetanol. De esta forma pode-mos elegir siempre el dispositivo óptimo para usted. Ya sea ultrasónico, por radar, capacitivo, hidrostático o electromecá-nico: ¡somos los líderes de la medición de nivel!
Instrumentos para medición
de nivel
Método de medida sin contacto
Para líquidos y lodos Para tanques de
almace-naje y depósitos de pro-ceso
Medición de nivel con SITRANS LR 400
Medición de nivel con SITRANS Probe
Método de medida sin contacto
Para material a granel Para tanques de
almace-naje
Para áreas con formación extrema de polvo
Para líquidos y lodos Para tanques de
almace-naje y depósitos de pro-ceso
Medición de nivel capacitiva con SITRANS LC
HART y PROFIBUS Para caudales grandes y
muy pequeños
Medición de alta precisión No necesita tramos rectos
a la entrada y salida Medición de
concentracio-nes, graduaciones y densi-dades
Capacitivo, electromecá-nico o ultrasóelectromecá-nico Para líquidos, polvos,
ma-teriales a granel, espu-mas, sustancias viscosas, etc.
Interruptor de nivel POINTEK
En una planta de bioetanol hay diversas aplicaciones en las que deben determinarse pesos. Nuestros sistemas de pesaje y dosifi -cación permiten realizar tareas de pesaje integradas en el siste-ma (con SIWAREX) y tareas de pesaje dinámicas (con los proba-dos sistemas de pesaje Milltronics) de forma sencilla y precisa. Además, SIWAREX está hecho a medida para la integración en un autómata programable SIMATIC hasta el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7.
SIWAREX
Como módulo de función en SIMATIC o de forma descentralizada a través de PROFIBUS Posibilidad de transferen-cia de custodia Amplio software de aplicación
Seis series diferentes para las más diversas aplica-ciones
Posibilidad de transferen-cia de custodia
Alta precisión
Amplio rango de medida hasta 280 t
Módulos de pesaje SIWAREX
Células de carga SIWAREX
SIPART PS es el posicionador inteligente más utilizado asociado a actuadores lineales o de giro. A menudo se utilizan válvulas de diferentes fabricantes en una planta de bioetanol. Nuestro posi-cionador no sólo ofrece la posibilidad de parametrización y ope-ración de manera unifi cada, sino que además su bajo consumo de aire permite un ahorro considerable de costos. Puede sumi-nistrarse desde el almacén a corto plazo. Los correspondientes kits de montaje están disponibles para muchos fabricantes de válvulas. Frecuentemente, una válvula se puede ordenar al fabri-cante con el SIPART PS2 ya integrado.
Posicionadores
Posicionadores SIPART PS2
Múltiples funciones de diagnóstico
Manejo con 3 teclas Carcasa de plástico,
alu-minio inyectado o acero inoxidable
Consumo de aire despre-ciable
Posibilidad de montaje remoto
Para mediciones de cau-dal, peso total, carga de banda y velocidad de banda
Alta precisión Carga fácil Con integración vía
SIWAREX en SIMATIC y comunicación PROFIBUS
Básculas de banda Milltronics
Instrumentos de proceso seleccionados para
la producción de bioetanol
PROCESS FIELD BUS
Certifi caciones
En una planta son aplicables diferentes especifi caciones sobre qué certifi -caciones deben tener los instrumentos instalados en los diversos puntos de la misma. Así, por ejemplo, en la zona de destilación sólo se permite el uso de instrumentos para zonas clasifi cadas (atmósferas explosivas). También hay áreas donde deben usarse instrumentos aptos para atmós-feras explosivas de polvo, como en los depósitos de almacenamiento. Nuestros instrumentos de proceso cuentan con todas las certifi caciones necesarias que existen en cualquier parte del mundo para este tipo de instalaciones.
Comunicación
Los instrumentos de proceso que se utilizan en una planta de bioetanol envían sus datos de medida al sistema de control. La transmisión se realiza bien de la forma «clásica» mediante conexiones con señal de 4 a 20 mA y protocolo HART superpuesto, bien mediante enlaces por buses inteligentes como PROFIBUS. Nuestros instrumentos de proceso están disponibles para HART, PROFIBUS y otros buses.
Diagnóstico
El hecho de poder disponer de información desde el primer momento so-bre las demandas de mantenimiento y los estados del proceso constituye una ventaja. Por esta razón, nuestros instrumentos de proceso están equi-pados con amplias funciones de diagnóstico que ayudan a reaccionar de forma rápida y correcta.
Parametrización
Con el software de confi guración SIMATIC PDM (Process Device Manager), Siemens ofrece una herramienta de software única para el acceso centrali-zado a todos los equipos de proceso con capacidad de comunicación de una planta. Permite el manejo, ajuste, mantenimiento y diagnóstico de los equipos de proceso independientemente del fabricante.
Lo que debe saber sobre nuestros instrumentos
de proceso
Siemens AG
Automation and Drives (A&D) Sensors and Communication Process Sensors and Analytics 76181 KARLSRUHE
ALEMANIA
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Más información en:
www.siemens.com/processinstrumentation
www.siemens.com/processanalytics
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www.siemens.com/bioethanol
Este prospecto contiene sólo descripciones generales o prestaciones que en el caso de aplicación concreto pueden no coincidir exactamente con lo descrito, o bien haber sido modifi cadas como consecuencia de un ulterior desarrollo del producto. Por ello, la presencia de las prestaciones deseadas sólo será vinculante si se ha estipulado expresamente al concluir el contrato. Todos los nombres de productos pueden ser marcas registradas o nombres protegidos de Siemens AG u otras empresas proveedoras suyas cuyo uso
Suje to a cambios sin pr e v io a v iso 10/06 | Ref er encia E20001-A600-P710-X -78L A | DISPO 27900 | 41C9623 PI.PI.VML G.52.7.01 W S 10061.5 | Im pr
eso en Alemania | © Siemens A
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